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1

이동형 RF 시험장비를 이용한 RF 호환성 시험

김응현, 정대원, 김희섭, 임정흠, 이상정

한국위성정보통신학회 한국위성정보통신학회논문지 제1권 제2호 2006.12 pp.45-50

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4,000원

위성체와 지상국은 위성 운영 전에 접속이 가능한지 여부를 시험한다. 이러한 호환성 시험은 위성체와 지상국의 요구상항이 각각 검증된 후에 위성체와 지상국을 연결하여 시험한다. RF 호환성 시험의 내용은 접속 제어문서에 기술된 요구사항이 잘 개발되었는지 확인하는 것이다. 위성의 초기 운용 기간이나 일시적인 비상 운용상황에서는 항우연 지상국은 해외의 지상국을 이용한다. 해외 지상국은 국내의 특정한 위성 개발 프로그램 하에서 개발된 것이 아니기 때문에 시스템 차원에서 해외 지상국이 접속 요구사항을 만족하는지 검증해야 한다. RF 이동장비를 이용하면 항우연 지상국의 지원없이 해외 지상국에서 직접 접속 요구조건과 통신 내용을 검증할 수 있다. RF 이동장비를 이용한 RF 호환성 시험이 해외지상국과 항우연의 지상국에서 수행되었다. RF 호환성 시험의 항목은 다를 해외 지상국에서 이용할 수 있도록 표준화되었으며 발사 및 초기운용 기간의 운용 개념에 맞추었다. 시험 항목은 RF 특성, 프로토콜, 원격명령 및 원격측정 루프 시험, 지상국 접속 시험 등이다.

A satellite and ground stations which are developed in a program are tested whether the interface between the satellite and ground is well established before satellite operations. These compatibility tests are performed when the satellite is connected with the ground stations after all satellite and ground stations requirements are verified. The content of the RF compatibility test is to check whether the interface requirements which are described on the Interface Control Document are well developed. During the early operation phase and tentative contingency operations of the satellite, KARI ground station uses other oversea ground stations which are located worldwide according to contract between the KARI and the contractor. Since oversea ground stations were not developed for the designated space program, system integrator should check whether the oversea ground stations are satisfied with interface requirements. Using the RF suitcase, RF interface and the content of RF communication can directly be verified during RF compatibility test on oversea ground station without KARI ground station's support. The RF compatibility test using RF suitcase was performed oversea ground stations as well as KARI ground station located on Korea. The content of RF compatibility test was standardized in order to be used at any oversea ground stations, especially fitted for the operations concept of launch and early operations phase. The test content would be RF characteristics, protocol, command loop test, telemetry loop test, and ground station interface test.

2

다중 공선성 하에서 버스 승객 수요 예측 모델링

정대원, 황욱연

[Kisti 연계] 한국품질경영학회 Journal of the Korean Society for Quality Management Vol.53 No.2 2025 pp.109-119

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Purpose: This study aims to first develop a bus passenger demand prediction model based on industrial factors, population, and traffic dataunder multicollinearity. It can help Busan bus operation. Methods: In orderto address the multicollinearity issues, the research mainly considers PCA (Principal Component Analysis), MLR (Multiple Linear Regression), machine learning (GBDT (Gradient Boosted Decision Trees), RF (Random Forest), and deep learning (MLP (Multi-Layer Perceptron), LSTM (Long Short-Term Memory)), and variable selection for predictive modeling. Results and Conclusion: The industrial factors, population and traffic datasignificantly explain the bus passenger demand. The RF provides the best prediction performance.

3

국민 건강 검진 데이터 기반 혈색소(헤모글로빈) 예측 모델링

정대원, 황욱연

[Kisti 연계] 한국품질경영학회 Journal of the Korean Society for Quality Management Vol.52 No.4 2024 pp.593-602

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Purpose: Leveraging on the contemporary machine learning algorithms, we would like to improve the prediction performance of the existing MLR(Multiple Linear Regression) model to predict the blood hemoglobin levels. Methods: The GBDT (Gradient Boosting Decision Trees) such as the XGBoost (Extreme Gradient Boosting), the LightGBM (Light Gradient Boosting Machine), and the CatBoost (Categorical Boost), the RF(Random Forests), and the MLP (Multi-Layer Perceptron) are adopted to build the new prediction models. Results: The machine learning algorithms provide prediction performance better than the existing prediction model. Conclusion: The proposed prediction models can be considered as an alternative better than the existing prediction model.

4

저궤도 위성 원격측정데이터 신호 수신을 위한 S-대역 위상배열안테나 시스템 연구

이동효, 서정원, 이명신, 정대원, 이동국, 표성민

[Kisti 연계] 한국전기전자학회 Journal of IKEEE Vol.26 No.2 2022 pp.211-218

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본 논문에서는 저궤도 위성 원격측정데이터 신호 수신을 위한 S-대역 위상배열안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 16개의 부배열 조립체, 16개의 능동회로모듈, 수직 급전회로망 및 제어/전원반으로 구성되며 고각 방향으로 빔틸트가 수행된다. 개발된 안테나는 고각 축과 위성 궤적을 일치시키고 개구 중심을 위성 궤적 상의 최대 고각을 바라보도록 하여 정밀한 위성 추적을 수행하였다. 저궤도 위성의 궤적은 위성점 계산을 통하여 정확하게 산출하였다. 위성 추적 시험은 최대 고각을 기준으로 ±30° 범위에서 수행되였다. 위성 추적 시험 결과 최대 고각에서의 S/N비는 16.5 dB이고 Eb/No는 13.3 dB를 얻었다. 수행된 위성 추적 결과는 사전 시스템 분석 결과와 잘 일치함을 확인하였다.

This paper presents a S-band phased array antenna system for receiving LEO satellite telemetry signals. The proposed antenna, which is performed to be beam-tiled along the elevation direction, consists of 16 sub-array assemblies, 16 active circuit modules, a perpendicular feed network and a control/power unit. In order to precisely track an LEO satellite, the developed antenna is placed with its elevation axis along the projected trajectory of the satellite on the earth. The center of antenna aperture is facing to the maximum elevation angle in the LEO trajectory. The beam-tilted angles for tracking LEO satellite are obtained by calculating accurately satellite points. Satellite tracking measurements are carried out in the range of ±30° with the respect to the maximum elevation angle. The S/N ratio of 16.5 dB and the Eb/No of 13.3 dB at the maximum elevation angle are obtained from the measurements. The measured result agrees well with the pre-analyzed system margin.

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Dendrite 형상 구리 입자의 무전해 은 도금에 의한 열적 안정성 향상에 관한 연구

황인성, 남광현, 정대원

[Kisti 연계] 한국공업화학회 공업화학 Vol.33 No.6 2022 pp.574-580

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Dendrite 형태의 구리 입자 표면을 은으로 무전해 도금을 하는 과정에서, 치환도금(displacement plating)과 화학 환원도금(reducing electroless plating)을 병용하여 다양한 silver-coated copper (Ag@Cu) 입자들을 제조하였다. Ag@Cu 입자들의 물리화학적 특성은 SEM-EDS, TGA, XPS, XRD 및 BET 등으로 분석하였으며, 환원반응에 의하여 코팅되는 은은 구리 입자 표면에 나노 입자 형태로 형성되는 것을 확인할 수 있었다. Ag@Cu 입자들을 에폭시 수지와 복합화하여 도전성 필름을 제조하고 그의 열적 안정성을 평가하였다. 치환 반응과 환원 반응의 차이가 Ag@Cu 필름의 초기 저항 및 열적 안정성에 미치는 영향에 관하여 연구하였다.

While in the process of electroless plating of dendrite-shape copper with silver, various silver-coated copper (Ag@Cu) particles were prepared by using both displacement plating and reducing electroless plating. The physicochemical properties of Ag@Cu particles were analyzed by scanning electron microscope- energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), thermogravimetric analysis (TGA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD) and Brunauer-Emmett-Teller analysis (BET), and it was confirmed that the silver coated by the reducing electroless plating was formed as nano-particles on the copper surface. Ag@Cu particles were compounded with an epoxy resin to prepare a conductive film, and its thermal stability was evaluated. We investigated the effect of the difference between the displacement plating and reducing electroless plating on the initial resistance and thermal stability of conductive films.

6

치주염 원인균 LPS-PG로 유도된 인체 치은섬유아세포에서 연뿌리 추출물에 대한 항염증 및 항산화 효과

이영경, 김철환, 정대원, 이기원, 오영택, 김정일, 정진우

[Kisti 연계] 한국자원식물학회 한국자원식물학회지 Vol.35 No.5 2022 pp.565-573

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치주조직에 존재하는 주요한 세포의 한 형태인 인체 치은섬유아세포는 다양한 구강유해세균으로부터 염증이 유발되어지며, 그중 대표적으로 치주염 원인균인 P. gingivalis의 내독소인 LPS-PG로부터 염증성 자극에 반응하여 다양한 염증매개 물질을 분비한다. 본 연구에서는 치주염을 일으키는 주요한 원인균 중 하나인 P. gingivalis로 부터 분리한 LPS-PG를 이용하여 인체 치은섬유아세포주인 HGF-1 세포에 염증을 유도한 후 LRE에 대한 항염증 및 항산화 효과를 분석하였다. 실험 결과, LRE는 LPS-PG 유도에 따라 iNOS에 의한 NO 생성과 COX-2에 의한 PGE<sub>2</sub>와 같은 염증 매개 인자의 발현 및 생성 억제와 함께 염증성 싸이토카인(TNF-α, IL-1β및 IL-6)의 생성 또한 억제하였다. 신호전달계에서 염증성 전사인자의 발현 경로를 확인하기 위하여 TLR4/Myd88/NF-κB의 활성을 확인한 결과, LRE 처리에 따라 농도 의존적으로 억제되는 것을 확인하였다. 또한 산화 환원 효소로 항염증효과를 나타내는 것으로 알려진2상 효소 중 하나인 NQO-1과 이의 전사인자인 Nrf2를 분석 한 결과 LRE 처리에 의해 효소의 활성이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 LRE는 TLR4/Myd88/NF-κB 신호전달 경로를 억제하고 NQO1/Nrf2 활성을 유도함으로써 HGF-1 세포에서 LPS-PG에 의해 유도된 염증을 억제하는 것으로 사료되며, 향후 LRE는 식·의약품 소재 개발에서 치주질환 개선의 가능성이 있는 후보물질이 될 수 있을 것으로 사료된다.

Gingival inflammation is one of the main causes that can be related to various periodontal diseases. Human gingival fibroblast (HGF) is the major constituent in periodontal connective tissue and secretes various inflammatory mediators, such as nitric oxide (NO) and prostaglandin E<sub>2</sub> (PGE<sub>2</sub>), upon lipopolysaccharide stimulation. This study is aimed at investigating the anti-inflammatory and antioxidative activities of Lotus Root extract (LRE) in Porphyromonas gingivalis derived lipopolysaccharide (LPS-PG)-stimulated HGF-1 cells. The concentration of NO and PGE<sub>2</sub>, as well as their responsible enzymes, inducible NO synthase (iNOS), and cyclooxygenase-2 (COX-2), was analyzed by Griess reaction, ELISA, and western blot analysis. LPS-PG sharply elevated the production and protein expression of inflammatory mediators, which were significantly attenuated by LRE treatment in a dose-dependent manner. LRE treatment also suppressed activation of Toll-like receptor 4 (TLR4)/myeloid differentiation primary response gene 88 (MyD88) and nuclear factor-κB (NF-κB) in LPS-PG-stimulated HGF-1 cells. In addition, one of phase II enzyme, NAD(P)H quinone dehydrogenase (NQO)-1, and its transcription factor, Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2), were significantly induced by LRE treatment. Consequently, these results suggest that LRE ameliorates LPS-PG-induced inflammatory responses by attenuating TLR4/MyD88-mediated NF-κB, and activating NQO-1/Nrf2 antioxidant response element signaling pathways in HGF-1 cells.

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Knowledge Distillation 계층 변화에 따른 Anchor Free 물체 검출 Continual Learning

강수명, 정대원, 이준재

[Kisti 연계] 한국멀티미디어학회 멀티미디어학회논문지 Vol.25 No.4 2022 pp.600-609

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In supervised learning, labeling of all data is essential, and in particular, in the case of object detection, all objects belonging to the image and to be learned have to be labeled. Due to this problem, continual learning has recently attracted attention, which is a way to accumulate previous learned knowledge and minimize catastrophic forgetting. In this study, a continaul learning model is proposed that accumulates previously learned knowledge and enables learning about new objects. The proposed method is applied to CenterNet, which is a object detection model of anchor-free manner. In our study, the model is applied the knowledge distillation algorithm to be enabled continual learning. In particular, it is assumed that all output layers of the model have to be distilled in order to be most effective. Compared to LWF, the proposed method is increased by 23.3%p mAP in 19+1 scenarios, and also rised by 28.8%p in 15+5 scenarios.

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PCB 부품 검출을 위한 Knowledge Distillation 기반 Continual Learning

강수명, 정대원, 이준재

[Kisti 연계] 한국멀티미디어학회 멀티미디어학회논문지 Vol.24 No.7 2021 pp.868-879

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PCB (Printed Circuit Board) inspection using a deep learning model requires a large amount of data and storage. When the amount of stored data increases, problems such as learning time and insufficient storage space occur. In this study, the existing object detection model is changed to a continual learning model to enable the recognition and classification of PCB components that are constantly increasing. By changing the structure of the object detection model to a knowledge distillation model, we propose a method that allows knowledge distillation of information on existing classified parts while simultaneously learning information on new components. In classification scenario, the transfer learning model result is 75.9%, and the continual learning model proposed in this study shows 90.7%.

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졸-겔 공정으로 제조한 나노 실리카의 표면개질 및 가스차단성 필름으로의 응용

장효준, 장미정, 남광현, 정대원

[Kisti 연계] 한국공업화학회 공업화학 Vol.30 No.1 2019 pp.68-73

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실리카 표면의 개질을 위하여 다양한 조건 하에서 tetraethyl orthosilicate (TEOS)로부터 졸-겔 공법으로 제조한 실리카 졸에 실란 커플링제인 octyltrimethoxysilane (OTMS) 또는 hexadecyltrimethoxysilane (HDTMS)을 반응시켰다. 얻어진 반응물들의 SEM-EDS, 열분석 및 원소분석을 통하여 실리카의 표면이 유기물로 개질된 것을 확인할 수 있었다. 유기용매에서의 분산성 및 에폭시 수지와 복합화한 필름의 표면 조도 등을 평가한 결과, 에탄올을 용매로 사용하여 $50^{\circ}C$에서 TEOS를 24 h 가수분해하고, OTMS를 2 h 반응시킨 물질이 최적으로 나타났다. 이와 같은 표면 개질 실리카를 포함하는 복합체 필름의 산소 투과도를 측정한 결과, 개질 실리카를 포함하지 않는 필름에 비하여 산소 투과도가 12% 저하된 것을 확인할 수 있었다.

We prepared hydrophobic silica particles by a sol-gel process from tetraethyl orthosilicate (TEOS), followed by coupling the reaction with octyltrimethoxysilane (OTMS) or hexadecyltrimethoxysilane (HDTMS) under various reaction conditions. We confirmed the extent of silica surface modification with organic compounds by SEM-EDS, thermogravimetry and elemental analysis. The silica particles obtained after the hydrolysis reaction of TEOS in ethanol at $50^{\circ}C$ for 24 h and the coupling reaction with OTMS for 2 h at the same temperature displayed the optimum performance in terms of the dispersity in an organic solvent and the surface roughness of films composited with epoxy resins. The oxygen permeability of the composite film with modified-silica was 12% lower than that of using the film without modified-silica.

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잡음 감소 기법을 활용한 레이다의 최대 거리 향상 기법

이동효, 정대원, 신한섭, 양형모, 김상동, 김봉석, 진영석

[Kisti 연계] 한국산업정보학회 한국산업정보학회논문지 Vol.24 No.6 2019 pp.1-10

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본 논문에서는 수신신호에 신호처리 기법을 수행함으로써 잡음을 감소시켜 탐지가능 거리를 향상시키는 방법을 제안한다. 레이다의 탐지 거리를 증가시키기 위해서는 수신신호의 잡음성분을 감소시켜야 한다. 제안하는 방식에서는 두 가지 방법을 이용하여 잡음성분을 감소시킨다. 첫째, 다수의 펄스로 송수신된 레이다 신호를 하나로 누적시킨다. 이때 더해지는 횟수가 증가할수록 잡음의 무작위성으로 인해 점차 작아지지만, 신호 부분은 점차 커지는 특성을 이용한다. 둘째, 누적된 신호를 주파수 스펙트럼으로 변환한 후 LMS (Least mean square) 필터를 적용시킨다. 레이다 수신신호의 경우 대부분이 잡음 성분이므로, 시간 영역에서 LMS 필터를 적용할 경우, 오히려 잡음이 더 증가하게 된다. 이를 방지하기 위해 수신신호를 전체 주파수 스펙트럼으로 변환한 후 LMS 필터를 적용한다. 이후 LMS 필터 출력을 시간 영역으로 다시 변환하고, 거리 추정 알고리즘을 수행한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 알고리즘을 적용함으로써 잡음 성분을 25 dB 개선시킴을 보였다. 실험은 국제우주정거장을 대상으로 한국항공우주연구원에서 보유중인 레이다의 기존 결과와 제안된 결과를 비교분석하여 최대 거리가 약 1,000 Km이상 측정됨을 관찰할 수 있었다.

This paper proposes a method to improve the detectable distance by reducing noise to perform a signal processing technique on the received signals. To increase the radar detection range, the noise component of the received signal has to be reduced. The proposed method reduces the noise component by employing two methods. First, the radar signals received with multiple pulses are accumulated. As the number of additions increases, the noise component gradually decreases due to noise randomness. On the other hand, the signal term gradually increases and thus signal to noise ratio increases. Secondly, after converting the accumulated signal into the frequency spectrum, a Least Mean Square (LMS) filter is applied. In the case of the radar received signal, desired signal exists in a specific part and most of the rest is a noise. Therefore, if the LMS filter is applied in the time domain, the noise increases. To prevent this, the LMS filter is applied after converting the received signal into the entire frequency spectrum. The LMS filter output is then transformed into the time domain and then range estimation algorithm is performed. Simulation results show that the proposed scheme reduces the noise component by about 25 dB. The experiment was conducted by comparing the proposed results with the conventional results of the radars held by the Korea Aerospace Research Institute for the international space station.

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페러데이 효과를 이용한 특고압 직류전송용 광전류 센서 구현

김광택, 정대원, 김영수

[Kisti 연계] 한국센서학회 Journal of sensor science and technology Vol.28 No.3 2019 pp.187-190

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We proposed and demonstrated DC(direct current) optical current sensor based on Faraday effect for HVDC(high voltage direct current). The RIG((Bi1.3Gd0.43Y1.27)Fe5O12) was adopted as Faraday device because of its high Verdet constant and good thermal stability. The differential amplification scheme for signal processing was present. The sensor showed high linear response for the input current. Measurement range of the sensor was 0~200A and measurement error was less than 1%.

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PVA의 첨가에 의한 CVD 그래핀상 PEDOT : PSS의 코팅성 향상

박민의, 신채연, 김혜지, 김승연, 최영주, 정대원

[Kisti 연계] 한국공업화학회 공업화학 Vol.29 No.6 2018 pp.734-739

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PVA를 PEDOT : PSS에 첨가해줌으로써 CVD 그래핀 상에 효과적으로 코팅할 수 있었다. PVA의 검화도 및 분자량에 따른 코팅성 및 필름의 전기적 특성을 검토한 결과, DS는 89%, 분자량은 $100,000gmol^{-1}$ 이하인 것이 바람직하였다. 또한, PVA의 첨가량은 PEDOT : PSS의 고형분 대비 5%가 최적으로 나타났다. 이와 같은 PVA를 사용하여 PEDOT : PSS를 CVD 그래핀 위에 코팅한 필름은 CVD 그래핀 필름에 비해서 표면조도, 부착성, 굴곡 내구성 및 고온($160^{\circ}C$)에서의 저항 안정성 등이 현저하게 개선되는 것으로 나타났다.

We successfully coated poly(3,4-ethylenedioxythiophene) : poly(styrene sulfonate) (PEDOT : PSS) on CVD graphene by adding poly(vinyl alcohol) (PVA) to PEDOT : PSS. Extensive studies on the wettability of coating solutions and electrical properties of formed films led us to conclude that PVA with 89% of the degree of saponification and the molecular weight of less than $100,000gmol^{-1}$ produced optimum results. Furthermore, the optimum content of PVA was found to be 5% of PEDOT : PSS by the solid weight. The film coated by PEDOT : PSS with PVA on CVD graphene displayed a conspicuous improvement in the surface roughness, adhesive property, bending durability and stability in resistance at $160^{\circ}C$, compared to those of using CVD graphene films.

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다목적실용위성 2호의 폐기기동 연구

성재동, 정옥철, 정대원

[Kisti 연계] 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 Vol.46 No.12 2018 pp.1037-1048

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본 연구에서는 다목적실용위성 2호의 폐기시점에 대비하여 국제규정, 수행사례를 분석하였고, 현재 다목적실용위성 2호에 탑재된 추진제를 이용하여 폐기기동 계획을 수립하여 국제규정을 만족하는지 여부를 확인하였다. 분석 결과 45kg의 추진제를 이용하여 위성의 근지점을 300km 낮추는 폐기기동을 수행할 경우 3.6년의 궤도수명을 가지는 것으로 나타났고, 동일한 방식을 적용하여 14.5kg 이상의 추진제를 사용하여 고도를 낮추는 경우 국제규정을 만족할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 다목적실용위성 2호의 재진입 생존률 분석을 수행하였고, 그 결과 내열성이 높은 추진제탱크나 반작용 휠의 일부가 생존하여 지상에 낙하하는 것으로 나타났으나 지상피해확률 측면의 국제규정을 충분히 만족하는 것으로 나타났다.

In this paper, we investigated the international guidelines and actual disposal maneuver cases to prepare KOMPSAT-2 post mission disposal. And then, disposal maneuver plan was established using current propellant of KOMPSAT-2 and verification was also performed to find out whether the international guidelines are satisfied. As a result, the lifetime of KOMPSAT-2 was 3.6 years when 45kg propellant was used to decrease perigee altitude to 300km. And if more than 14.5kg propellant consumed for same strategy, KOMPSAT-2 can satisfy the international guidelines. Finally, re-entry survivability analysis was performed and it represented that heat resistant objects, such as propellant tank and reaction wheel, could be survived but total ground casualty probability was less than international guidelines.

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다양한 크기의 식별자를 적용한 Cycle GAN을 이용한 다목적실용위성 5호 SAR 영상 색상 구현 방법

구원회, 정대원

[Kisti 연계] 대한원격탐사학회 대한원격탐사학회지 Vol.34 No.6 2018 pp.1415-1425

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다목적실용위성 5호는 국내 최초로 영상레이더(SAR)가 탑재된 지구관측위성이다. SAR 영상은 위성에 부착된 안테나로부터 방사된 마이크로파가 물체로부터 반사된 신호를 수신하여 생성된다. SAR는 대기 중의 입자의 크기에 비해 파장이 긴 마이크로파를 사용하기 때문에 구름이나 안개 등을 투과할 수 있으며, 주야간 구분 없이 고해상도의 영상을 얻을 수 있다. 하지만, SAR 영상에는 색상 정보가 부재하는 제한점이 존재한다. 이러한 SAR 영상의 제한점을 극복하기 위해, 도메인 변환을 위해 개발된 딥러닝 모델인 Cycle GAN을 활용하여 SAR 영상에 색상을 대입하는 연구를 수행하였다. Cycle GAN은 unpaired 데이터셋 기반의 무감독 학습으로 인해 학습이 불안정하다. 따라서 Cycle GAN의 학습 불안정성을 해소하고, 색상 구현의 성능을 향상하기 위해 다중 크기 식별자를 적용한 MS Cycle GAN을 제안하였다. MS Cycle GAN과 Cycle GAN의 색상 구현 성능을 비교하기 위하여 두 모델이 Florida 데이터셋을 학습하여 생성한 영상을 정성적 및 정량적으로 비교하였다. 다양한 크기의 식별자가 도입된 MS Cycle GAN은 기존의 Cycle GAN과 비교하여 학습 결과에서 생성자 및 식별자 손실이 대폭 감소되었고, 나뭇잎, 강, 토지 등의 영역 특성에 부합하는 색상이 구현되는 것을 확인하였다.

Kompsat-5 is the first Earth Observation Satellite which is equipped with an SAR in Korea. SAR images are generated by receiving signals reflected from an object by microwaves emitted from a SAR antenna. Because the wavelengths of microwaves are longer than the size of particles in the atmosphere, it can penetrate clouds and fog, and high-resolution images can be obtained without distinction between day and night. However, there is no color information in SAR images. To overcome these limitations of SAR images, colorization of SAR images using Cycle GAN, a deep learning model developed for domain translation, was conducted. Training of Cycle GAN is unstable due to the unsupervised learning based on unpaired dataset. Therefore, we proposed MS Cycle GAN applying multi-scale discriminator to solve the training instability of Cycle GAN and to improve the performance of colorization in this paper. To compare colorization performance of MS Cycle GAN and Cycle GAN, generated images by both models were compared qualitatively and quantitatively. Training Cycle GAN with multi-scale discriminator shows the losses of generators and discriminators are significantly reduced compared to the conventional Cycle GAN, and we identified that generated images by MS Cycle GAN are well-matched with the characteristics of regions such as leaves, rivers, and land.

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신경회로망을 이용한 마이크로그리드 단기 전력부하 예측

정대원, 양승학, 유용민, 윤근영

[Kisti 연계] 대한전기학회 電氣學會論文誌 Vol.66 No.4 2017 pp.621-628

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This paper presents an artificial neural network (ANN) based model with a back-propagation algorithm for short-term load forecasting in microgrid power systems. Owing to the significant weather factors for such purpose, relevant input variables were selected in order to improve the forecasting accuracy. As remarked above, forecasting is more complex in a microgrid because of the increased variability of disaggregated load curves. Accurate forecasting in a microgrid will depend on the variables employed and the way they are presented to the ANN. This study also shows numerically that there is a close relationship between forecast errors and the number of training patterns used, and so it is necessary to carefully select the training data to be employed with the system. Finally, this work demonstrates that the concept of load forecasting and the ANN tools employed are also applicable to the microgrid domain with very good results, showing that small errors of Mean Absolute Percentage Error (MAPE) around 3% are achievable.

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소수성 실리카의 제조 및 가스차단성 필름으로의 응용에 관한 연구

양경민, 장미정, 남광현, 정대원

[Kisti 연계] 한국공업화학회 공업화학 Vol.28 No.5 2017 pp.554-558

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실리카 표면의 소수화를 위하여 다양한 조건 하에서 hexamethyldisilazane (HMDS)와 반응시켰다. 얻어진 반응물들은 형태학적으로는 실리카와 큰 차이가 없었으나, 열중량분석 및 원소분석을 통하여 실리카의 표면이 유기물로 개질된 것을 확인할 수 있었다. 톨루엔에서의 분산성 및 페녹시 수지와 복합화한 필름의 표면 조도를 측정하여 평가한 결과, 데칼린을 용매로 사용하여 $200^{\circ}C$에서 과량의 HMDS를 사용하여 6 h 반응시킨 물질이 최적으로 나타났다. 이와 같은 개질 실리카를 포함하는 복합체 필름의 산소 투과도 평가 결과, 개질 실리카는 필름의 산소 차단성을 향상시키는 것을 확인하였다.

In order to achieve a hydrophobic surface of silica, we reacted silica nanoparticles with hexamethyldisilazane (HMDS) under various reaction conditions. Modification of the surface of silica with organic materials was confirmed by the thermogravity and elemental analysis. The modified silica displayed nearly the same morphology as to the pristine silica. The reaction of 20 g of HMDS with 1 g of silica in decalin at $200^{\circ}C$ for 6 hours was found to be the optimum reaction condition in terms of the dispersity in toluene and the surface roughness of composite films. Oxygen permeation studies of the composite film demonstrated that the modified silica enhanced a gas barrier performance.

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산화 그래핀에 의한 EDOT의 산화중합에 관한 연구

김민채, 박민의, 박노일, 이슬비, 이성민, 양소연, 최종혁, 정대원

[Kisti 연계] 한국공업화학회 공업화학 Vol.27 No.1 2016 pp.45-49

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과량의 GO 및 poly(4-styrene sulfonate) (PSS)의 존재 하에서 산화제 없이 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT)의 in-situ 중합 반응을 시도하였다. 반응물(GO-P)의 XPS, FT-IR 등의 분석을 통하여 산화제 없이도 모노머인 EDOT의 산화중합이 원활하게 진행되어 PEDOT/PSS가 합성되고 GO와 복합화된 것을 확인할 수 있었다. GO-P는 수분산성은 우수하였으나, 전기적 절연체인 GO가 42% 포함되어 있으므로 전기전도도는 $15S{\cdot}m^{-1}$로 매우 낮았다. 그러나 GO-P 필름을 $200^{\circ}C$에서 8 h 열처리하면 GO의 일부분이 환원되면서 전도도가 $212S{\cdot}m^{-1}$까지 향상되었다.

In the presence of poly(4-styrene sulfonate) (PSS) and excess amount of graphene oxide (GO), we conducted in-situ polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) without an oxidant. XPS and IR spectroscopies of the product (GO-P) showed that PEDOT/PSS was successfully synthesized by oxidative polymerization of EDOT and hybridized with GO. GO-P displayed a stable aqueous suspension, however, the high content (42%) of GO in GO-P diminished electrical conductivity down to $15S{\cdot}m^{-1}$. Annealing of GO-P films at $200^{\circ}C$ for 8 hr induced partial reduction of GO and finally enhanced electrical conductivity up to $212S{\cdot}m^{-1}$.

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그래핀 옥사이드와 복합화한 PEDOT/PSS 필름의 열적 안정성에 관한 연구

최종혁, 박완수, 이성민, 정대원

[Kisti 연계] 한국공업화학회 공업화학 Vol.27 No.4 2016 pp.402-406

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전도성 고분자인 PEDOT/PSS의 열적 안정성을 검토하기 위하여 바인딩 물질 없이 캐스팅하는 방법에 의해서 필름을 제조하고, $200^{\circ}C$에서 annealing하면서 표면저항의 변화를 검토하였다. PEDOT/PSS 필름은 열처리에 의해서 전기적 특성이 향상되었으며, 2 h 정도에서 최대 전도도값($540S{\cdot}m^{-1}$)을 나타내어 초기 값($180S{\cdot}m^{-1}$)에 비해서 3배 정도 높아졌다. 그러나 시간이 지남에 따라 전기전도도가 떨어지고, 24 h이 지난 이후에는 거의 전기적 특성을 나타내지 않았다. 한편, 산화 그래핀(GO)과 복합화한 PEDOT/PSS 필름에서는 열처리에 의한 전기적 특성의 향상이 더 뚜렷하였으며, $200^{\circ}C$에서 30 h 이상 보관하더라도 전기전도도가 $600S{\cdot}m^{-1}$ 정도를 유지하는 것으로 나타나, GO와의 복합화가 PEDOT/PSS의 열적 안정성을 현저하게 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

In order to investigate the thermal stability of electro-conductive poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrene sulfonate) (PEDOT/PSS), we have prepared films by casting PEDOT/PSS aqueous solution without using a binding material and measured surface resistances of the films while annealing at $200^{\circ}C$. Electrical properties of films were improved by annealing, and the maximum conductivity ($540S{\cdot}m^{-1}$) after annealing for 2 hrs was found to be approximately 3 times higher than that ($180S{\cdot}m^{-1}$) of the original film. The conductivities, however, dramatically decreased with an increase in annealing time and dissipated after 24 hrs of annealing. On the other hand, PEDOT/PSS films hybridized with graphene oxide (GO) displayed a salient improvement in conductivity by annealing, which was measured to be around $600S{\cdot}m^{-1}$ even after 30 hrs of annealing at $200^{\circ}C$. We tentatively conclude that hybridization with GO enhances the thermal stability of PEDOT/PSS.

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레이더를 이용한 국제우주정거장 추적 및 궤도결정

유기영, 정대원

[Kisti 연계] 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 Vol.44 No.5 2016 pp.447-454

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우주파편의 증가는 지구궤도 환경을 날이 갈수록 복잡하게 만들고 있고 우주상황인식(SSA)의 중요성은 날로 높아지고 있다. 우주상황인식의 필수적인 분야인 우주물체 감시 및 추적은 미국과 유럽을 비롯한 세계 각국에서 활발히 연구가 진행되고 있으며, 레이더는 우주물체 감시 및 추적에 중추적인 역할을 하는 센서이다. 한국은 현재 다목적실용위성 등 다수의 저궤도위성을 운영 중이지만, 위성과 우주물체간의 충돌 감시를 위한 전용레이더는 보유하고 있지 않다. 하지만 한국항공우주연구원 나로우주센터는 발사체 궤적을 추적하기 위한 레이더를 고흥과 제주에 각각 운영하고 있다. 본 논문에서는 나로호 발사체 추적레이더를 국제우주정거장 추적에 사용하기 위해 운용개념을 개발한 내용과 국제우주정거장을 추적한 내용을 기술한다. 또한 추적결과 획득한 레이더 데이터를 이용하여 국제우주정거장을 궤도결정한 내용을 기술하고 TLE와 비교하여 궤도결정의 유효성을 분석하였다.

Increase of space debris makes low earth orbit(LEO) environment more complex day by day and space situation Awareness(SSA) is becoming more important. As an essential part of SSA, space object surveillance and tracking is studied by many countries including America and Europe. And radar system forms the backbone of an space surveillance and tracking. Currently, Korea operates many LEO satellites like KOMPSAT but does not have dedicated radar systems which provide collision surveillance between satellite and space debris. Korea Aerospace Research Institute(KARI) NARO space center operates launch-vehicle tracking radar system in GOHEUNG and JEJU, respectively. In this paper, we describe developing operation concept to track International Space Station(ISS) using NARO radar and results of tracking. Then, we describe ISS orbit determination using radar tracking data. Lastly, orbit determination result is compares with TLE for analyzing effectiveness of orbit determination.

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성인에서의 병적 위치 변형이 없는 아킬레스건 종골 후방 부착부의 특징: 자기공명영상 계측 연구

곽희철, 정대원, 박형택, 하동준, 곽재용, 김의철

[Kisti 연계] 대한족부족관절학회 대한족부족관절학회지 Vol.20 No.3 2016 pp.112-115

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Purpose: We aimed to investigate the safety zone for Achilles tendon insertion in the posterior aspect of the calcaneus via the use of magnetic resonance imaging (MRI) when planning for insertional Achilles tendinopathy. Materials and Methods: This study included 95 patients. The MRI of midsagittal plane of the ankle joint was used to measure the proximal and distal insertion point for the Achilles tendon in the posterior aspect of the calcaneus. Patients were divided into three groups according to the proportion of the distal insertion point out of the entire calcaneal length: the proximal, middle, and distal insertion groups. Results: The mean proximal and distal insertion points for the Achilles tendon were measured as 1.05 cm (0~2.11 cm) and 2.36 cm (1.60~2.93 cm), respectively. When the posterior aspect of the calcaneus was used as the reference plane, none of the patients was in the proximal insertion group, while 75 and 20 patients were in the middle and distal insertion groups, respectively. The insertion portion was longer in the distal insertion group ($1.47{\pm}0.25cm$) than in the middle insertion group ($1.27{\pm}0.35cm$). Statistically significant differences with respect to the length of the insertion portion were observed between the two groups (p=0.008). Conclusion: Removal of more than 1 cm below the superior margin of the posterior calcaneus may be dangerous. An MRI study on the Achilles tendon of patients without hindfoot deformity or tendinopathy revealed various insertional characteristics. Preoperative MRI evaluation is safer than relying solely on the simple radiological assessment when planning for insertional Achilles tendinopathy.

 
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